Материал: Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков

Используя результаты, полученные при предыдущих расчетах, сформируем таблицу 4.6.

Таблица 4.6 - Расчетная таблица нагрузок РП

По формуле (4.12) определяем средневзвешенный коэффициент использования

При  и числе присоединений от 5 до 8 на сборных шинах РП значение коэффициента одновременности  ([4], табл. П8).

По формулам (4.10) и (4.11) находим расчетные нагрузки на шинах РП с учетом потерь мощности в трансформаторах:

 кВт;

 квар.

Получив значения расчетных нагрузок на шинах РП, можно перейти к определению экономического значения реактивной мощности, потребляемой предприятием из энергосистемы.

.5 Определение экономического значения реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы

Расчет производится по математическим ожиданиям активной и реактивной нагрузок на границе балансового раздела электрических сетей предприятия и энергосистемы.

Математические ожидания расчетных нагрузок потребителя:

 (4.13)

 (4.14)

где k - коэффициент приведения расчетной нагрузки к математическому ожиданию, k = 0,9,

 кВт;

 квар.

Экономическое значение реактивной мощности, потребляемой предприятием из энергосистемы в часы больших нагрузок,

 (4.15)

где  - нормативное значение коэффициента реактивной мощности, которое определяется по выражению

 (4.16)

где tgφБ - базовый коэффициент реактивной мощности, принимаемый равным 0,25; 0,3 и 0,4 для сетей 6-20кВ, присоединенных к шинам подстанции с высшим напряжением соответственно 35, 110 и 220-330кВ. В нашем случае tgφБ = 0,3;

dmax - отношение потребления энергии в квартале максимума нагрузки энергосистемы к потреблению ее в квартале максимума нагрузки предприятия (при отсутствии необходимых данных принимают dmax=1);

aд - действующая основная ставка тарифа на активную мощность, aд=949833 руб / (кВт∙год);

bд - действующая дополнительная ставка тарифа на активную энергию, bд=735,45 руб / кВт·ч;

k1 - коэффициент изменения цен на конденсаторные установки, принимаемый равным увеличению ставки двухставочного тарифа на электроэнергию:

 (4.17)

где a - основная ставка тарифа на активную мощность на момент принятия методики, a = 60 руб / (кВт∙год);

b - дополнительная ставка тарифа на активную энергию на момент принятия методики, b = 1,8 коп / кВт·ч;

Тmax - число часов использования максимальной нагрузки предприятия.

Для станкостроительных заводов при двухсменном режиме работы можно принять Тmax = 4000 часов в год ([4], табл. П3). Тогда значение коэффициента увеличения тарифа на электроэнергию по выражению (4.17)

.

Нормативное значение экономического коэффициента реактивной мощности согласно (4.16)

.

Экономически целесообразное значение реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы, находим по выражению (4.15):

 квар.

Произведем анализ баланса реактивной мощности на границе раздела электрических сетей предприятия и энергосистемы:

; (4.18)

 квар.

Так как , надо искать пути получения недостающей реактивной мощности. Для одно-, двух- и трехсменных предприятий рассматривается целесообразность дополнительной установки БНК.

4.6 Определение целесообразности установки дополнительных БНК

Для определения целесообразности установки дополнительных БНК необходимо найти значение экономически целесообразной реактивной мощности Qтэ, которая может быть передана через цеховые трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.

При потреблении реактивной мощности из энергосистемы, превышающем экономическое значение

; (4.19)

где Знк - удельные затраты на компенсацию реактивной мощности установками БНК, руб / квар;

СQП - удельная стоимость потребления реактивной мощности и энергии при превышении экономического значения, руб / (квар·год);

А - расчетная величина, характеризующая затраты на потери активной мощности при передаче реактивной мощности в сеть напряжением до 1 кВ.

Произведем расчет удельных затрат на компенсацию реактивной мощности установками:

 (4.20)

где Снк - удельная стоимость низковольтных конденсаторных батарей;

Зрнк - удельные затраты на потери активной мощности в установках БНК, руб. / квар.

, (4.21)

где  - базовая удельная стоимость БНК; принимается из диапазона 7,5-10,5 руб / квар (меньшие значения соответствуют большим мощностям конденсаторных установок). Примем  руб / квар.

Удельные затраты на потери активной мощности в БНК

 (4.22)

где Срг - удельная стоимость потерь активной мощности в компенсирующих установках, руб / кВт.

 - удельные потери активной мощности в БНК;  кВт / квар.

, (4.23)

где Тг - годовой фонд рабочего времени, при двухсменной работе принимают Тг = 4000 ч ([4], табл. 5.2).

Удельная стоимость потребления дополнительной реактивной мощности и энергии при превышении экономического значения определяется по формулам:

при наличии на предприятии приборов учета максимальной реактивной мощности

 (4.24)

- при их отсутствии

 (4.25)

где С2 - плата за 1 квар потребляемой реактивной мощности, превышающей экономическое значение; принимаем С2 = 3,6 руб / (квар×год);

d2 - плата за 1 квар×ч потребляемой реактивной энергии, которую принимают равной:

при расчете по формуле (4.24) d2 = 0,09 коп / квар×ч;

при расчете по формуле (4.25) d2 = 0,2 коп. / квар×ч;

TмQП - годовое число часов использования максимальной реактивной мощности при потреблении, превышающем экономическое значение.

Величина TмQП определяется в зависимости от соотношения степени компенсации  и отношения натуральной минимальной нагрузки к натуральной максимальной нагрузке Км по следующим выражениям:

- при   (4.26)

при  . (4.27)

Степень компенсации

, (4.28)

где Qпэ - величина потребляемой из энергосистемы реактивной мощности, превышающей экономическое значение, Qпэ = DQ’.

При двухсменной работе принимают Км = 0,8 ([4], табл. 5.2).

По формуле (4.21) удельная стоимость низковольтных конденсаторных батарей

 руб / квар.

Согласно (4.23) удельная стоимость потерь активной мощности в компенсирующих установках

 руб / квар.

Удельные затраты на потери мощности в БНК по выражению (4.22)

 руб / квар.

Удельные затраты на компенсацию реактивной мощности установками БНК по формуле (4.20)

 руб / квар.

Степень компенсации согласно выражению (2.28)

.

Так как  (0,759 < 0,8), то годовое число часов использования максимальной реактивной мощности при потреблении, превышающем экономическое значение, определяется по формуле (4.26):

 ч.

Удельная стоимость потребления дополнительной реактивной мощности и энергии определяется по формуле (4.24), поскольку на предприятии имеются приборы учета максимальной реактивной мощности:

 руб / квар.

По формуле (4.19) значение экономически целесообразной реактивной мощности, которая может быть передана через цеховые трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ,

то есть < 0, а значит получать реактивную мощность из энергосистемы невыгодно. Следовательно, целесообразна установка дополнительных БНК. Принимаем  квар.

Находим общую расчетную мощность БНК предприятия:

; (4.29)

 квар.

Распределяем Qнк2 прямо пропорционально реактивным нагрузкам цехов:

. (4.30)

Расчетная мощность БНК на один трансформатор

. (4.31)

Исходя из этой величины выбираем БНК с ближайшей стандартной мощностью.

Например, для сварочного цеха

 квар.

Расчетная мощность БНК на один трансформатор

 квар.

Устанавливаем на каждый трансформатор по одной батарее типа АКУ 0,4-350-25У3. Для остальных цехов предприятия расчет выполняется аналогичным образом. Результаты расчета сведены в таблицу 4.7.

Таблица 4.7 - Распределение мощности БНК между цеховыми ТП